ІНСТИТУТ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

САПОТНІЦЬКИЙ ІВАН МИКОЛАЙОВИЧ

УДК 633.63: 631.531.173.4

МІКРОХВИЛЬОВА ОБРОБКА НАСІННЯ

ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ

06.01.14 насінництво

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті цукрових буряків впродовж 2003…2006 рр.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент УААН

ГІЗБУЛЛІН Наіль Гайфуллович,

Інститут цукрових буряків, завідувач науково-організаційним відділом

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник

ДОРОНІН Володимир Аркадійович,

Інститут цукрових буряків, завідувач лабораторії насіннєзнавства

кандидат сільськогосподарських наук, доцент

ЖЕМОЙДА Віталій Леонідович,

Національний аграрний університет, завідувач кафедри селекції та насінництва

Захист дисертації відбудеться “05” червня 2007 року о “13” годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 26.360.01 при Інституті цукрових буряків УААН (І корпус)

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту цукрових буряків УААН (ІІ корпус)

Автореферат розісланий “04” травня 2007 року.

Учений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук Л.І. Сторожик

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. При вирощувані цукрових буряків без затрат ручної праці за рахунок сівби на кінцеву густоту рослин велике значення має якість підготовленого насіння. Посівні якості насіння у великій мірі залежать як від умов вирощування, так і від технології його передпосівної обробки. На сьогодні вітчизняними вченими розроблена технологія передпосівної обробки насіння, що забезпечує виробників цукросировини високоякісним посівним матеріалом. Однак його якість не завжди відповідає зростаючим потребам виробництва. Тому застосування додаткових методів обробки насіння з метою його стимулювання є одним із резервів підвищення його посівних якостей та врожайних властивостей цукрових буряків.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи була складовою завдання 02Б “Вивчити закономірності формування гібридного насіння цукрових буряків у різних екологічних умовах, розробити методи управління продукційним процесом і технології обробки насіння, що забезпечить урожайність 15…20 ц/га і якість на рівні світових вимог” науково-технічної програми Української академії аграрних наук “Цукрові буряки” на 2001…2005 рр. (державний реєстраційний номер 0103U007707).

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи було розв’язання проблеми щодо застосування мікрохвильової обробки насіння цукрових буряків для поліпшення його посівних якостей та врожайних властивостей.

Для реалізації мети були поставлені такі задачі:

- визначити оптимальні режими обробки насіння цукрових буряків мікрохвильовим полем при різних способах передпосівної обробки (протруювання, інкрустування, дражування);

- вивчити вплив мікрохвильового поля на насіння біологічних форм цукрових буряків;

- встановити оптимальні строки обробки насіння мікрохвильовим полем до сівби;

- визначити місце стимуляції мікрохвильовим полем насіння в процесі його передпосівної обробки;

- вивчити ступінь впливу мікрохвильової обробки насіння цукрових буряків на його продуктивні властивості залежно від ґрунтово-кліматичних умов вирощування.

Об’єкт дослідження: рослини цукрових буряків, отримані із стимульованого мікрохвильовим полем насіння.

Предмет дослідження: формування врожаю цукрових буряків при сівбі насінням, обробленим мікрохвильовим полем.

Методи досліджень: лабораторний визначали кількість пророслого насіння на третю добу від закладання на пророщування, енергію проростання та лабораторну схожість; польовий проводилися фенологічні спостереження та обліки за ростом і розвитком рослин в польових умовах, вивчали вплив мікрохвильового поля на продуктивні властивості насіння цукрових буряків; математично-статистичний усі результати досліджень піддавали статистичній обробці; економіко-порівняльний та розрахунковий визначали економічну ефективність вирощування цукрових буряків залежно від способу обробки насіння.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше вивчено ефективність застосування мікрохвильового поля для стимулювання насіння цукрових буряків за різної його передпосівної обробки, а також вивчено реакцію біологічних форм цукрових буряків на мікрохвильову обробку насіння.

Встановлено оптимальні строки мікрохвильової обробки насіння цукрових буряків до сівби.

Встановлено місце стимулювання мікрохвильовим полем у процесі передпосівної обробки насіння цукрових буряків.

Практичне значення одержаних результатів. Виробництву запропоновано регламенти застосування мікрохвильового поля для стимулювання насіння цукрових буряків.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота виконана особисто дисертантом. Дисертант приймав участь у формуванні плану науково-дослідної роботи, особисто проводив лабораторні аналізи, закладання польових та виробничих дослідів, сформулював наукові положення, висновки та пропозиції виробництву, які висвітлені в дисертаційній роботі.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень розглядалися на науково-технічних засіданнях лабораторії насінництва, методичній комісії та Вченій раді Інституту цукрових буряків (щорічно 2003…2006 рр.); на другій Всеукраїнській науково-практичній конференції Мінагрополітики України “Мікрохвильова технологія для агропромислового комплексу України” (Одеса, 2005); на ІІІ Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів “Агропромислове виробництво України стан та перспективи розвитку” (Кіровоград, 2007).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в 5 наукових працях, з них три статті у фахових виданнях згідно з списком ВАК.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 135 сторінках комп’ютерного набору, містить 19 таблиць, 40 рисунків, 5 додатків. Текстова частина складається зі вступу, 6 розділів, висновків. Список використаних джерел містить 188 найменувань, в тому числі 30 латинським шрифтом.

ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі “Поліпшення посівних якостей та врожайних властивостей насіння цукрових буряків” проведено аналіз та узагальнення класичних та нетрадиційних способів обробки насіння цукрових буряків.

Особливості формування насіння цукрових буряків (розтягнутий період цвітіння і верхівковий ріст квітконосних пагонів) зумовлюють утворення дуже різноякісного насіннєвого матеріалу. Під час обмолоту насінників у насіннєвому воросі міститься насіння, яке перебуває на різних стадіях розвитку і відповідно має різні якісні та кількісні показники (вологість, виповненість, енергію проростання, схожість, масу). Насіннєвий ворох піддають технологічній обробці, яка спрямована на те щоб довести насіння до такого стану, при якому воно не буде втрачати свої якісні показники під час зберігання.

Основне поліпшення посівних якостей насіння проводиться під час його передпосівної підготовки.

Насіння буряків на відміну від насіння інших культур (особливо зернових і зернобобових) має невеликі розміри і містить в собі не значну кількість запасних поживних речовин. Тому воно досить позитивно реагує на додаткові способи стимулювання росту і розвитку.

Розглянуті додаткові фізичні методи і способи стимулювання насіння цукрових буряків в більшості випадків давали позитивний ефект, але вони розглядалися як окремий захід, а не в системі передпосівної обробки, що важливо при централізованій підготовці насіннєвого матеріалу.

Обробка насіння широкого спектру сільськогосподарських культур мікрохвильовим полем позитивно впливає на його посівні якості та врожайні властивості, а також підвищує якість кінцевої продукції (Кіндрук М.О., Вишневський В.В., Вишневська А.М. та ін., 2000; Соколов В.М., Гаврилюк М.М., Калінін Л.Г., Тучний В.П. та ін., 2003).

Спостерігається різна реакція генотипів рослин на мікрохвильову обробку насіння, тому для кожної культури (навіть на рівні сорту) необхідно визначати оптимальні режими обробки.

У другому розділі “Програма, методика та умови проведення досліджень” наведені грунтово-кліматичні умови та агротехніка вирощування цукрових буряків у досліді, а також методи, за якими проводилися лабораторні аналізи, польові досліди і фенологічні спостереження.

Польові досліди проводили на Білоцерківській дослідно-селекційній станції Інституту цукрових буряків УААН (зона нестійкого зволоження Центрального Лісостепу України) в 2003…2006 рр. і в дослідному господарстві “Нова Перемога” Інституту сільського господарства Полісся УААН (зона достатнього зволоження Північно-західного Лісостепу України) в 2004…2006 рр. В зоні нестійкого зволоження польові досліди проводили на глибоких чорноземах, малогумусних, крупнопилуватого легко- і середньосуглинкового механічного складу, а у зоні достатнього зволоження на чорноземах реградованих, крупнопилуватого-важкосуглинкового механічного складу. Погодні умови в зоні нестійкого зволоження в 2003 та 2004 році характеризувалися значно сухішим періодом квітень-червень порівняно з 2005 та 2006 роками та середньобагаторічними показниками, що значно вплинуло на ріст та розвиток рослин цукрових буряків та ефективність мікрохвильової обробки. Погодні умови в зоні достатнього зволоження 2004 та 2006 років незначно відрізнялися між собою та від середньобагаторічних показників і вцілому були сприятливими для вирощування цукрових буряків.

Насіннєвий матеріал (фракція діаметром 3,5…4,5 мм) було отримане з Тростянецького насіннєвого заводу та Білоцерківської ДСС. Згідно з свідоцтвами на насіння, воно мало лабораторну схожість не нижче 93%. В дослідженнях із вивчення впливу мікрохвильового поля використовували такі сорти та гібриди: сорт-популяція Білоцерківський однонасінний 45, диплоїдний гібрид Український ЧС 70, триплоїдний гібрид Білоцерківський ЧС 57, тетраплоїдний компонент схрещування триплоїдного гібриду.

Насіння цукрових буряків обробляли мікрохвильовим полем в Південному філіалі відділення промислової радіоелектроніки Міжнародної академії інформатизації (Одеса) на лабораторній мікрохвильовій установці “Артеміда” (2 магнетрони, потужність 1,5 кВт, робоча частота коливань 2450 МГц) за 20 днів до сівби, за винятком досліду зі строками обробки насіння. Цей пристрій камерного типу, завантажується насінням разово, після чого в обмежений робочий об’єм подається мікрохвильова енергія. Завантаження установки “Артеміда” ведеться на піддонах. На них насіння перебуває у нерухомому стані під час мікрохвильової обробки у вигляді тонкого, плоского шару.

Досліди із встановлення оптимальних режимів мікрохвильової обробки насіння цукрових буряків проводили з інкрустованим, дражованим та необробленим захисними речовинами (з протруюванням після стимуляції мікрохвильовим полем) насінням.

Дражоване і інкрустоване насіння готували на Тростянецькому насіннєвому заводі ЗАТ “Ворскла”. Протруювання насіння проводили сумішшю препаратів у Київському насіннєвому заводі на лабораторній установці для обробки насіння захисними речовинами фірми Hёhe.

Польові та лабораторні досліди проводили за загально прийнятими методиками.

Облікова площа ділянки – 25 м2, у виробничих дослідах 0,2 га, повторність – п’ятикратна, розміщення варіантів – систематичне.

Експериментальні дані піддавалися дисперсійному аналізу за методикою Доспєхова Б.А. (1985) на персональному комп’ютері за використання спеціальних прикладних програм для Windows 95/98: Excel 7.0, MathCAD 2000.

У третьому розділі “Посівні якості насіння, обробленого мікрохвильовим полем” висвітлено вплив режимів та строків мікрохвильової обробки насіння цукрових буряків на його інтенсивність та енергію проростання і лабораторну схожість.

В результаті передпосівної обробки насіння на поверхні плоду утворюється оболонка, яка може містити у собі захисні (інсектициди та фунгіциди), клейкі (полімерні плівкоутворювачі) речовини, дражувальну масу (інертні органічні та мінеральні речовини), фарбу та ін. Залежно від способу передпосівної обробки насіння товщина оболонки буде різною. При дражуванні товщина оболонки значно більша, ніж при інкрустації і протруюванні насіння. У зв’язку з цим в наших дослідженнях ми опромінювали мікрохвильовим полем інкрустоване, дражоване і необроблене захисними речовинами (з наступним його протруюванням) насіння. Таким чином, існувала можливість встановити не лише оптимальні режими мікрохвильової обробки насіння із різними способами обробки, а й визначити на якому етапі підготовки насіннєвого матеріалу до сівби слід проводити мікрохвильову обробку (до нанесення чи після нанесення захисних речовин).

Згідно з державним стандартом, енергія проростання визначається на 4 день від закладання насіння на пророщування, а лабораторна схожість – на 10 день. Сучасний насіннєвий матеріал цукрових буряків характеризується високими показниками якості, причому різниця між енергією проростання і лабораторною схожістю може не перевищувати 5%. Тому у дослідах разом із енергією проростання та лабораторною схожістю порівнювалась кількість порослого насіння за коротший проміжок часу, а саме на третю добу від закладання на пророщування.

Оптимальними режимами мікрохвильової обробки, які істотно підвищували посівні якості інкрустованого насіння, були 100 та 120 секунд, дражованого насіння 120 та 140 секунд та протруєного насіння після мікрохвильової обробки 80 та 100 секунд (табл. 1). Ці режими забезпечували збільшення кількості пророслого насіння на третю добу порівняно з контролем: протруєного насіння після мікрохвильової обробки на 7…9%, інкрустованого на 5%, дражованого на 2…3%. Звідси видно, що наявність додаткової оболонки із захисними речовинами, плівкоутворювачами, дражувальною масою в інкрустованому та дражованому насінні значно зменшувала проникнення мікрохвильового поля до насінини, що в свою чергу значно знижувала його ефективність.

Таблиця 1

Вплив різних режимів мікрохвильової (МХ) обробки на проростання насіння з різною передпосівною обробкою в лабораторних умовах (2004…2006 рр.)

Показники | Без МХ обробки | Мікрохвильова обробка, секунд | НІР05

60 | 80 | 100 | 120 | 140

Інкрустоване насіння

Проросло насіння на 3тю добу, % | 5255545757542,4

Енергія проростання, % | 7475757777741,4

Лабораторна схожість, % | 9090919292901,3

Дражоване насіння

Проросло насіння на 3тю добу, % | 7070707173721,4

Енергія проростання, % | 8383848485850,7

Лабораторна схожість, % | 9091919192910,8

Насіння, протруєне після мікрохвильової обробки

Проросло насіння на 3тю добу, % | 666875 | 7368662,2

Енергія проростання, % | 8084878683822,4

Лабораторна схожість, % | 9091939291901,1

Так як насіннєвий матеріал на насіннєвих заводах починають готувати заздалегідь до сівби, то одним із завдань наших досліджень було встановлення оптимальних строків мікрохвильової обробки насіння до сівби. Тобто необхідно було з’ясувати протягом якого часу зберігається ефект від стимуляції насіння мікрохвильовим полем. Тому схемою досліду було передбачено три строки обробки, а саме за 90, 60 та 20 діб до сівби із стимуляцією мікрохвильовим полем протягом 100 секунд.

Насіння цукрових буряків, що піддавалося стимуляції мікрохвильовим полем за 60 та 20 діб до сівби, мало найвищі показники інтенсивності проростання (рис. 1). Так, на третю добу від закладання насіння на пророщування у цих варіантах було на 4…5% більше пророслого насіння, ніж у контрольному варіанті. При подальшому пророщуванні насіння різниця між контролем і варіантами з мікрохвильовою стимуляцією зменшувалася, але у варіантах із стимуляцією за 60 та 20 діб до сівби зберігалася тенденція до збільшення енергії проростання і лабораторної схожості. При зберіганні стимульованого мікрохвильовим полем насіння до трьох місяців спостерігалася втрата ефекту від його обробки.

Рис. 1. Вплив різних строків мікрохвильової обробки до сівби на проростання насіння в лабораторних умовах (2003…2005 рр.)

Згідно з літературними джерелами, насіння багатьох сільсько-господарських культур, оброблене мікрохвильовим полем, перед визначенням його посівних якостей і сівбою у ґрунт обов’язково проходило відлежування протягом 10 діб. У зв’язку із цим проводили лабораторні дослідження з вивчення оптимальних строків сівби насіння цукрових буряків після стимуляції мікрохвильовим полем. В цих дослідженнях було взято форми буряків, які мали різну генетичну основу, а саме сорт-популяцію (Білоцерківський однонасінний 45), диплоїдний гібрид (Український ЧС 70) та триплоїдний гібрид (Білоцерківський ЧС 57).

Реакція сорту-популяції, диплоїдної і триплоїдної форм цукрових буряків на терміни відлежування після стосекундної мікрохвильової обробки була майже однаковою (табл. 2). Так, при висіванні насіння через дві та чотири доби після мікрохвильової обробки спостерігалося істотне зниження енергії проростання та лабораторної схожості. Уже на шосту добу після стимуляції мікрохвильовим полем відбувалося поліпшення посівних якостей насіння генетично різних форм до рівня контрольного варіанту. Насіння, висіяне на восьму добу після обробки мікрохвильовим полем, мало тенденцію до поліпшення показників посівних якостей, але прибавки кількості пророслого насіння не перевищували найменшої істотної різниці досліду. Позитивний ефект від стимуляції насіння різних форм цукрових буряків мікрохвильовим полем з істотною перевагою за показниками кількості пророслого насіння на третю добу пророщування і енергії проростання над контрольними варіантами спостерігався при відлежуванні насіння протягом десяти діб і більше. У варіантах із відлежуванням насіння протягом десяти діб сорт-популяція, диплоїдний і триплоїдний гібрид на третій день пророщування мали на 8…9% більше пророслого насіння, ніж у контрольному варіанті, а на четвертий день пророщування (енергія проростання) – на 5…7%.

О

Таблиця 2

Посівні якості насіння залежно від термінів відлежування після його стосекундної мікрохвильової обробки (середнє з трьох дослідів, 2006 р.)

Показники | Без МХ обробки | Терміни відлежування, діб | НІР05

2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14

Диплоїдний сорт-популяція

Проросло насіння на 3тю добу, % | 63 | 51 | 52 | 63 | 66 | 71 | 70 | 70 | 4,8

Енергія проростання, % | 76 | 72 | 73 | 77 | 80 | 83 | 84 | 84 | 3,3

Лабораторна схожість, % | 85 | 80 | 81 | 85 | 86 | 87 | 88 | 86 | 3,5

Диплоїдний гібрид

Проросло насіння на 3тю добу, % | 66 | 55 | 58 | 64 | 69 | 75 | 74 | 74 | 3,6

Енергія проростання, % | 80 | 75 | 78 | 82 | 84 | 87 | 87 | 88 | 3,3

Лабораторна схожість, % | 88 | 84 | 84 | 90 | 89 | 91 | 89 | 92 | 3,0

Триплоїдний гібрид

Проросло насіння на 3тю добу, % | 69 | 60 | 62 | 68 | 71 | 77 | 79 | 78 | 3,8

Енергія проростання, % | 84 | 78 | 80 | 83 | 86 | 89 | 89 | 90 | 3,5

Лабораторна схожість, % | 89 | 85 | 85 | 88 | 90 | 92 | 92 | 93 | 4,3

Диплоїдна, триплоїдна і тетраплоїдна форми цукрових буряків значно відрізняються між собою як за генетичними, так і за фенотиповими ознаками, тому одним із завдань наших досліджень було встановлення реакції різних біологічних форм цукрових буряків на обробку їх насіння мікрохвильовим полем.

Як видно із даних таблиці 3, насіння цукрових буряків, що відрізняються за плоїдністю, по різному реагують на мікрохвильову обробку.

Насіння цукрових буряків диплоїдної і триплоїдної біологічних форм, оброблене мікрохвильовим полем, істотно переважало варіанти без стимуляції за енергією проростання і лабораторною схожістю. Так, диплоїдна форма цукрових буряків, оброблена протягом 100 секунд, за енергією проростання переважала варіант з нестимульованим насінням на 5%, за схожістю – на 4%, а триплоїдна – на 6 та 5% відповідно.

Різниця в показниках енергії проростання та схожості насіння тетраплоїдної форми, обробленого мікрохвильовим полем, і варіанта без стимуляції знаходилися в межах найменшої істотної різниці. Відсутність реакції на мікрохвильову обробку насіння тетраплоїдної форми можна пояснити будовою плоду. У тетраплоїдних форм цукрових буряків значно товщий оплодень порівняно з диплоїдними і триплоїдними формами, що зумовило гірше проникнення мікрохвильового поля до власне насінини.

Таблиця 3

Вплив мікрохвильової обробки насіння біологічних форм цукрових буряків на його проростання в лабораторних умовах (2003…2005 рр.)

Варіанти | Проросло насіння на 3тю добу, % | Енергія проростання, % | Лабораторна схожість, %

1. Диплоїдна форма без МХ обробки | 63 | 76 | 84

2. Диплоїдна форма, МХ обробка 100 с70 | 81 | 88

3. Триплоїдна форма без МХ обробки65 | 77 | 85

4. Триплоїдна форма, МХ обробка 100 с73 | 83 | 90

5. Тетраплоїдна форма без МХ обробки56 | 71 | 82

6. Тетраплоїдна форма, МХ обробка 100 с58 | 72 | 83

НІР05 | 5,2 | 2,1 | 1,1

У четвертому та п’ятому розділах “Особливості росту і розвитку рослин цукрових буряків залежно від мікрохвильової обробки”, “Продуктивність рослин, вирощених із насіння, обробленого у мікрохвильовому полі” наведено особливості росту та розвитку цукрових буряків та їх продуктивність, залежно від обробки насіння мікрохвильовим полем.

В польових умовах в обох зонах у варіантах із обробкою інкрустованого насіння мікрохвильовим полем режимами 100 та 120 секунд в перші дні обліків була найвища інтенсивність появи сходів, однак на кінець обліків інтенсивність появи сходів по варіантах досліду вирівнялася. Польова схожість насіння була істотно вищою за контроль лише в зоні нестійкого зволоження у варіанті із обробкою 120 секунд.

Маса 100 рослин у варіантах з обробкою насіння протягом 100 та 120 секунд у зоні нестійкого зволоження була істотно вищою від контролю на 2,6 та 2,8 г відповідно, тоді як в зоні достатнього зволоження варіанти досліду за цим показником істотно не відрізнялися.

Цукрові буряки, вирощені із інкрустованого насіння, стимульованого мікрохвильовим полем, за продуктивністю в обох зонах вирощування від контрольного варіанту не відрізнялися. Проте спостерігалася чітка тенденція до збільшення цих показників у варіантах з обробкою насіння режимами 100 та 120 секунд.

Проаналізувавши польову схожість, масу рослин та продуктивні властивості інкрустованого насіння по роках, було встановлено, що істотне збільшення цих показників у варіантах із обробкою режимами 100 та 120 секунд було лише у 2004 році в зоні нестійкого зволоження. Так, у цих варіантах польова схожість насіння була істотно вищою від контролю на 5,8…7,7%, маса 100 рослин на 2,8…3,0 г, густота рослин на 2,5…4,4 тис./га, урожайність коренеплодів на 1,5…1,6 т/га, цукристість на 0,5…0,6% та збір цукру на 0,4…0,5 т/га. Наявність позитивного ефекту від стимуляції інкрустованого насіння лише у 2004 році в зоні нестійкого зволоження можна пояснити метеорологічними умовами періоду сівби і проростання насіння в роки досліджень.

Початок вегетації цукрових буряків 2004 року зони нестійкого зволоження був найпосушливим, порівняно із іншими роками. Звідси можна зробити припущення, що позитивний ефект від стимуляції інкрустованого насіння проявився за більш несприятливих погодних умов в період сівби і проростання насіння.

В досліді з вивчення впливу режимів мікрохвильової обробки на посівні якості та продуктивні властивості дражованого насіння варіанти досліду за польовою схожістю, масою 100 рослин та показниками продуктивності коренеплодів істотно між собою не відрізнялися. Спостерігалася лише тенденція до підвищення цих показників у варіантах із мікрохвильовою обробкою протягом 120 та 140 секунд.

Характер появи сходів з насіння, обробленого різними режимами мікрохвильового поля з наступним протруюванням, в обох зонах зволоження по варіантах досліду значно відрізнявся. Так, при обробці насіння режимами 80 та 100 секунд спостерігалася більш дружня поява сходів особливо в перші дні обліків. У цих варіантах основна маса сходів (до 98%) з’явилася уже на шостий день обліків, тоді як у контрольному варіанті було лише 86% отриманих сходів. Польова схожість насіння у зоні нестійкого зволоження була істотно вищою у варіантах з обробкою мікрохвильовим полем протягом 80, 100 та 120 секунд на 13,3, 10,9 та 7,8% відповідно, тоді як у зоні достатнього зволоження у варіантах з обробкою 80 та 100 секунд на 11,2 та 8,9% відповідно (табл. 4). Обробка насіння мікрохвильовим полем з наступним його протруюванням протягом 80 та 100 секунд в обох зонах сприяла істотному збільшенню маси 100 рослин порівняно з контрольним варіантом (на 3,5…6,3 г).

Інтенсивніший ріст та розвиток рослин буряків на початку вегетації у варіантах із стимуляцією насіння режимом 80 секунд в обох зонах сприяв кращому збереженню рослин протягом вегетації (на 5,3…6,4 тис./га, порівняно з контролем) та забезпечив прибавку врожайності (на 3,0…3,4 т/га), цукристості (на 0,6…0,7%) та збору цукру (на 0,8…0,9 т/га). При обробці насіння мікрохвильовим полем протягом 100 секунд в зоні нестійкого зволоження спостерігалося істотне підвищення лише врожайності коренеплодів (на 2,8 т/га) та збору цукру (на 0,7 т/га), а у зоні достатнього зволоження, окрім урожайності (на 2,5 т/га) та збору цукру (на 0,6 т/га), була істотно вищою і густота рослин (на 4,4 тис./га). За середніми трьохрічними даними, що отримані в зоні нестійкого зволоження, прибавка збору цукру була істотно вищою від контрольного варіанта також у варіантах із мікрохвильовою обробкою насіння протягом 60 та 120 секунд.

Слід відмітити, що прибавка врожайності у варіантах з мікрохвильовою обробкою насіння з наступним його протруюванням протягом 80 та 100 секунд в зоні нестійкого зволоження становила 6,8…8,3%, а у зоні достатнього зволоження 5,8…7,0% порівняно з контролем, що свідчить про кращу реалізацію позитивного ефекту від стимуляції насіння у зоні нестійкого зволоження порівняно із зоною достатнього зволоження.

Таблиця 4

Продуктивні властивості насіння цукрових буряків, протруєного після стимуляції мікрохвильовим полем, залежно від режимів обробки

Показники | Без МХ обробки | Мікрохвильова обробка, секунд | НІР05

60 | 80 | 100 | 120 | 140

Зона нестійкого зволоження (2004…2006 рр.)

Польова схожість, % | 66,3 | 70,5 | 79,6 | 77,2 | 74,1 | 68,4 | 6,2

Маса 100 рослин, г | 22,4 | 23,9 | 26,7 | 25,9 | 24,7 | 23,1 | 1,6

Густота рослин, тис./га | 84,3 | 86,5 | 90,7 | 88,3 | 86,7 | 85,0 | 4,6

Урожайність коренеплодів, т/га | 40,9 | 42,2 | 44,3 | 43,7 | 42,4 | 41,3 | 1,5

Цукристість, % | 15,9 | 16,3 | 16,6 | 16,5 | 16,2 | 16,2 | 0,6

Збір цукру, т/га | 6,5 | 6,9 | 7,4 | 7,2 | 6,9 | 6,7 | 0,3

Зона достатнього зволоження (2004…2005 рр.)

Польова схожість, % | 70,2 | 73,6 | 81,4 | 79,1 | 73,5 | 69,6 | 4,6

Маса 100 рослин, г | 36,2 | 37,9 | 42,5 | 41,9 | 39,2 | 36,7 | 3,1

Густота рослин, тис./га | 85,3 | 89,0 | 90,6 | 89,7 | 86,8 | 85,5 | 3,5

Урожайність коренеплодів, т/га | 43,1 | 44,6 | 46,1 | 45,6 | 43,7 | 43,1 | 1,8

Цукристість, % | 16,8 | 17,0 | 17,4 | 17,3 | 17,1 | 16,7 | 0,5

Збір цукру, т/га | 7,2 | 7,5 | 8,0 | 7,8 | 7,4 | 7,1 | 0,4

За даними досліду з вивчення впливу різних строків мікрохвильової обробки насіння у варіантах із стосекундною мікрохвильовою обробкою за 20 та 60 діб до сівби спостерігалося більш дружня поява сходів. Найнижча польова схожість (67,8%) була зафіксована у варіанті, де насіння не піддавалося стимуляції мікрохвильовим полем. Істотно вищою від контрольного варіанта польова схожість була у варіантах із обробкою насіння за 20 та 60 діб до сівби (на 9,3 та 11,0 % відповідно). Дещо вищою порівняно з контролем була польова схожість у варіанті із стимуляцією насіння за три місяці до сівби, але збільшення кількості сходів у цьому випадку було не істотним (табл. 5).

Найбільша маса 100 рослин була у варіантах із стосекундною мікрохвильовою обробкою насіння за 60 та 20 діб до сівби і переважала контрольний варіант за цим показником на 3,8 та 5,5 г при найменшій істотній різниці – 3,4 г. Стимуляція насіння за 90 діб до сівби істотно не впливала на масу рослин, спостерігалася лише тенденція до її збільшення.

Середня густота рослин по досліду із встановлення оптимальних строків мікрохвильової обробки насіння до сівби становила 99,4 тис/га і була оптимальною для даної зони вирощування.

У контрольному варіанті урожайність коренеплодів була найнижчою в досліді. Стимуляція насіння за 90 діб до сівби дещо підвищувала урожайність коренеплодів, але різниця з контролем (0,8 т/га) була не істотною. Стимуляція насіння за 20 діб до сівби забезпечувала найвищу прибавку врожайності 2,6 т/га, що становить 6,5% до контролю. При обробці насіння за 60 діб до сівби прибавка врожайності становила 2,0 т/га, що становить 4,9% до контролю (НІР05 1,2 т/га). Таким чином, кращий ефект від мікрохвильової обробки насіння спостерігався при стимуляції його за 20 діб до сівби.

Таблиця 5

Продуктивні властивості насіння цукрових буряків,

залежно від строків мікрохвильової обробки до сівби

(зона нестійкого зволоження, 2003…2005 рр.)

Показники | Без МХ обробки | МХ обробка 100 секунд за … діб до сівби | НІР05

90 | 60 | 20

Польова схожість, % | 67,8 | 71,2 | 77,1 | 78,8 | 4,3

Маса 100 рослин, г | 24,9 | 27,0 | 28,7 | 30,4 | 3,4

Густота рослин, тис./га | 96,7100,0101,7102,17,5

Урожайність коренеплодів, т/га | 40,140,942,142,71,2

Цукристість, % | 16,216,316,416,50,5

Збір цукру, т/га | 6,46,66,8 | 7,00,3

Найвища цукристість коренеплодів була у варіанті з обробкою насіння за 20 діб до сівби і становила 16,5%, що на 0,3% вище від контрольного варіанта. Стимуляція насіння мікрохвильовим полем протягом 100 секунд сприяла збільшенню цукристості коренеплодів, порівняно із контролем, за усіх строків обробки, проте прибавки цукристості не перевищували найменшої істотної різниці і свідчили лише про тенденцію до збільшення вмісту цукру у коренеплодах.

Істотні прибавки врожайності та вища цукристість у варіантах із мікрохвильовою обробкою за 60 та 20 діб до сівби, порівняно із контролем, забезпечили найвищу прибавку збору цукру у досліді, яка становила відповідно 0,4 та 0,6 т/га (НІР05 0,3 т/га). Стимуляція насіння за 90 діб до сівби істотно не впливала на показники збору цукру.

У досліді із вивчення впливу мікрохвильового поля на насіння біологічних форм цукрових буряків триплоїдна форма мала найвищу польову схожість, яка в середньому становила 74,5%. Причому насіння, стимульоване мікрохвильовим полем, мало вищу схожість, ніж не стимульоване на 10,8%. Середня польова схожість диплоїдної форми становила 71,1%, а різниця між не стимульованим насінням і обробленим мікрохвильовим полем – 9,2%. Найнижча польова схожість була у тетраплоїдної форми, яка знаходилася в межах 64,0…64,9% (табл. 6).

Середня маса ростків усіх біологічних форм без мікрохвильової обробки насіння становила 30,0 г, а у варіантах із стимуляцією насіння мікрохвильовим полем протягом 100 секунд 33,2 г, тобто на 3,2 г вище від варіантів без стимуляції, що підтверджується статистично.

Таблиця 6

Продуктивні властивості насіння біологічних форм цукрових

буряків, залежно від мікрохвильової обробки

(зона нестійкого зволоження, 2003…2005 рр.)

Показники | Насіння | НІР05

диплоїдної

форми | триплоїдної форми | тетраплоїдної форми

без МХ* | МХ 100 с* | без МХ | МХ 100 с | без МХ | МХ 100 с

Польова схожість, % | 66,5 | 75,7 | 69,0 | 79,8 | 64,0 | 64,9 | 3,3

Маса 100 рослин, г | 29,433,231,737,229,029,31,4

Густота рослин, тис./га | 78,5 | 81,4 | 79,1 | 83,0 | 76,5 | 76,5 | 1,6

Урожайність коренеплодів, т/га | 43,8 | 46,0 | 45,7 | 48,0 | 40,8 | 40,5 | 0,9

Цукристість, % | 15,9 | 16,8 | 16,4 | 16,9 | 15,5 | 15,7 | 0,5

Збір цукру, т/га | 6,9 | 7,6 | 7,5 | 8,1 | 6,3 | 6,3 | 0,3

Примітка*: без МХ насіння не оброблене мікрохвильовим полем; МХ 100 с насіння, оброблене мікрохвильовим полем протягом 100 секунд

Триплоїдна форма у варіанті без стимуляції мала масу 100 рослин 31,7 г, диплоїдна – 29,4 г, а тетраплоїдна – 29,0 г. Триплоїдна і диплоїдна форми, стимульовані мікрохвильовим полем, переважали за масою рослин варіанти з нестимульованим насінням відповідно на 5,5 та 3,8 г. Маса 100 рослин буряків тетраплоїдної форми, вирощених із стимульованого насіння, істотно не відрізнялася від варіанта без стимуляції.

Різниця в густоті рослин між варіантами із стимульованим та нестимульованим насінням диплоїдної форми становила 2,9 тис./га, триплоїдної – 3,9 тис/га (загальна НІР05 1,6 тис./га), що зумовлено істотно вищою польовою схожістю насіння у цих варіантах. У варіантах із стимульованим мікрохвильовим полем та нестимульованим насінням тетраплоїдної форми отримано однакову густоту рослин.

Середня урожайність цукрових буряків у варіантах без стимуляції насіння біологічних форм в досліді становила 43,4 т/га, а у варіантах із стимуляцією насіння 44,8 т/га, що на 1,4 т/га більше, при загальній найменшій істотній різниці 0,9 т/га. У варіанті із стосекундною мікрохвильовою обробкою насіння диплоїдної форми врожайність коренеплодів була значно вищою від варіанта без стимуляції і переважала його на 2,2 т/га. Стимульоване насіння триплоїдної форми мало прибавку врожайності 2,3 т/га порівняно з нестимульованим насінням.

У варіантах із стимуляцією насіння середня цукристість коренеплодів була вищою від середньої цукристості у варіантах без мікрохвильової обробки насіння на 0,6% (НІР05 0,5%).

Найвищу цукристість коренеплодів було зафіксовано у варіантах із стимульованим насінням ди- та триплоїдної форм. Так, у варіанті із стимуляцією насіння диплоїдної форми прибавка цукристості порівняно із варіантом без стимулювання становила 0,9%, а у варіанті із стимуляцією насіння триплоїдної форми прибавка цукристості порівняно із варіантом без стимулювання 0,5%.

Стимуляція мікрохвильовим полем насіння ди- та триплоїдної форм цукрових буряків забезпечила прибавку збору цукру порівняно із варіантами з нестимульованим насінням на 0,7 та 0,6 т/га відповідно. Збір цукру у варіантах із насінням тетраплоїдної форми був однаковим.

У шостому розділі “Господарська та економічна ефективність стимуляції насіння цукрових буряків мікрохвильовим полем” наведено продуктивні властивості насіння цукрових буряків, обробленого мікрохвильовим полем, у виробничих умовах, а також економічну ефективність застосування мікрохвильового поля для стимулювання насіння.

У 2006 році в дослідному господарстві “Нова Перемога” Інституту сільського господарства Полісся (ІСГП) проводили виробничу перевірку ефективності застосування мікрохвильового поля для стимуляції насіння цукрових буряків протруєного після мікрохвильової обробки. У схему дослідів були включені варіанти, в яких у минулі роки отримані кращі результати, а саме: перший запропонований варіант – мікрохвильова обробка протягом 80 секунд, другий запропонований варіант – мікрохвильова обробка протягом 100 секунд. У базовому варіанті (контроль) використовували насіння, нестимульоване мікрохвильовим полем.

Результати виробничого досліду підтвердили дані польових дослідів, проведених у попередні роки. Польова схожість насіння, необробленого мікрохвильовим полем, була найнижчою у досліді – 68,8%. Стимуляція насіння мікрохвильовим полем протягом 80 та 100 секунд сприяла підвищенню польової схожості, порівняно з контрольним варіантом на 9,7 та 8,5% відповідно (НІР05 – 6,1%). У цих же варіантах була найвищою і маса 100 рослин, яка становила 27,5 та 26,9 г, що перевищувало контроль на 3,5 та 2,9 г (НІР05 – 2,2 г).

Інтенсивний розвиток рослин на початкових етапах росту у варіантах із стимуляцією насіння забезпечив краще збереження рослин (на 6,9 та 6,2 тис./га порівняно з контролем) і сприяв отриманню прибавки врожайності коренеплодів до 2,3…2,4 т/га (табл. 7). За цукристістю варіанти досліду істотно не відрізнялися, проте прибавка врожаю дала змогу додатково отримати 0,3…0,4 т/га цукру (НІР05 0,3 т/га).

Таблиця 7

Продуктивні властивості насіння цукрових буряків залежно від режимів мікрохвильової обробки в умовах виробництва (дослідне господарство Нова Перемога ІСГП, 2006 р.)

Показники | Варіанти | НІР05

без МХ обробки | МХ обробка 80 с | МХ обробка 100 с

Польова схожість, % | 68,8 | 78,5 | 77,3 | 6,1

Маса 100 рослин, г | 24,0 | 27,5 | 26,9 | 2,2

Густота рослин, тис./га | 79,4 | 86,3 | 85,6 | 3,2

Урожайність коренеплодів, т/га | 33,3 | 35,7 | 35,6 | 1,5

Цукристість, % | 16,1 | 16,2 | 16,1 | 0,3

Збір цукру, т/га | 5,4 | 5,8 | 5,7 | 0,3

Отримана прибавка врожайності у варіантах із мікрохвильовою обробкою насіння при закупівельній ціні коренеплодів 230 грн./т забезпечила отримання додаткового прибутку 529…552 грн./га, збільшивши рівень рентабельності на 9,8…10,2% (табл. 8).

Затрати, понесені на мікрохвильову обробку насіння і збір додаткового врожаю, у першому запропонованому варіанті становили 17,44 грн./га, а у другому – 16,94 грн./га. В структурі додаткових затрат витрати на мікрохвильову обробку складали 0,8…0,9%. Дешевизна даного прийому полягає як і в обслуговувані мікрохвильової машини, так і в специфіці самої культури. Так, денна норма виробітку на мікрохвильову установку досягає 13 т зернобобових культур і близько 3 тон насіння цукрових буряків. Споживання електроенергії мікрохвильовою установкою для обробітку денної норми насіння (при семигодинному робочому дні) становить близько 35 кВт. На відміну від зернових та зернобобових культур, норма висіву цукрових буряків значно менша, тому вартість мікрохвильової обробки насіння цукрових буряків переноситься на значно більшу площу посіву.

Вкладаючи у мікрохвильову обробку 16,9…17,4 грн./га затрат, отримано прибуток від прибавки врожаю в межах 512,1…534,6 грн./га. Таким чином, на одну гривню додаткових затрат отримуємо до 30,7 грн./га прибутку.

Таблиця 8

Економічна ефективність застосування мікрохвильової обробки насіння цукрових буряків в умовах виробництва (дослідне господарство Нова Перемога ІСГП, 2006 р.)

Показники | Варіанти

без МХ обробки | МХ обробка 80 с | МХ обробка 100 с

Урожайність коренеплодів, т/га | 33,3 | 35,7 | 35,6

Прибавка врожаю, т/га | - | 2,42,3

Затрати на вирощування цукрових буряків, грн./га | 5117,3 | 5134,8 | 5134,3

Вартість продукції, грн./га | 7659,0 | 8211,0 | 8188,0

Прибуток, грн./га | 2541,7 | 3076,2 | 3053,7

Рівень рентабельності виробництва цукрових буряків, % | 49,7 | 59,9 | 59,5

Собівартість прибавки врожаю, грн./га | - | 17,4 | 16,9

в т.ч.: МХ обробка насіння, грн./га | - | 0,14 | 0,15

збирання додаткового врожаю, грн./га | - | 17,3 | 16,8

Вартість прибавки врожаю, грн./га | - | 552,0 | 529,0

Прибуток від прибавки врожаю, грн./га | - | 534,6 | 512,1

Окупність 1 грн. додаткових затрат, грн./грн. | - | 30,7 | 30,3

ВИСНОВКИ

1. В дисертації наведене теоретичне узагальнення нетрадиційних способів оброки насіння цукрових буряків для підвищення його посівних якостей та врожайних властивостей. Висвітлено нове вирішення наукового завдання з поліпшення якостей насіннєвого матеріалу цукрових буряків за допомогою мікрохвильової обробки.

2. Основний ефект від стимуляції насіння мікрохвильовим полем полягає в підвищені інтенсивності та дружності його проростання як у лабораторних, так і в польових